鞍山東勝耐火材料有限公司
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鋁虹口鎂碳磚及鎂碳磚原材料
眾所周知，鋁鎂碳磚及鎂碳磚生產(chǎn)過(guò)程中，所采用的原材料主要有特級(jí)礬土熟料、高純鎂砂、虹口電熔鎂砂、石墨等，那么這些原材料對(duì)制品主要起到了什么樣的作用呢?電熔鎂砂
01特級(jí)礬土熟料
我國(guó)高鋁礬土原料的主要礦物組成是水鋁石和高嶺石。其Al2O3/SiO2比值的變化，對(duì)應(yīng)于水鋁石和高嶺石兩種礦物含量比例的相對(duì)消長(zhǎng)。礬土熟料是經(jīng)高溫煅燒后的產(chǎn)物，特級(jí)礬土熟料的Al2O3含量在88.2%以上，更高可達(dá)91.3%。雖然Al2O3的抗侵蝕性較強(qiáng)，但單純的Al2O3膨脹系數(shù)大，不耐剝落，當(dāng)以單純的Al2O3作基質(zhì)時(shí)，基質(zhì)部分容易被熔渣滲透熔損，使骨料暴露，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性剝落。
02高純鎂砂
菱鎂礦、水鎂石、海水氧化鎂等原料在1600~1900℃下充分燒結(jié)得到鎂砂，鎂砂分為燒結(jié)鎂砂和海水鎂砂，燒結(jié)鎂砂是由天然礦石燒成的，海水鎂砂是由海水氣化鎂燒成的。鎂砂的主要成分是氧化鎂，還含有少量的SiO2、CaO、Fe2O3、B2O3等，顏色由黃色到褐色，主晶相為方鎂石，晶粒尺寸為0.02~0.05mm，密度3.50~3.65g/cm3。具有良好的抗堿性渣侵蝕的性能。
高純鎂砂的主要指標(biāo)是MgO含量、CaO/SiO2比值，顯微結(jié)構(gòu)及顆粒體積密度，MgO的含量高的鎂砂主晶相以方鎂石為主，雜質(zhì)膠結(jié)物少，制得的耐火材料具有極高的耐熔蝕性能;CaO/SiO2比值決定了鎂砂中基質(zhì)的相組成，即直接影響方鎂石的結(jié)合，也影響耐火材料的高溫性能，一般C/S為3-8的鎂砂耐高溫性能較好，超過(guò)這一范圍，會(huì)帶來(lái)副作用;顯微結(jié)構(gòu)是表征方鎂石的晶粒大小及結(jié)合狀態(tài)的重要手段，通常要求晶粒在80~150μm，體枳密度是表征鎂砂燒結(jié)程度和致密性的一個(gè)重要指標(biāo)，體密度較高的鎂砂可抵抗熔渣的侵入，提高耐火制品的耐蝕能力。
03電熔鎂砂
將菱鎂礦或燒結(jié)鎂砂在電弧爐中，經(jīng)過(guò)2500℃的高溫熔融，冷卻后經(jīng)破碎獲得的電熔鎂砂又稱(chēng)之為電熔氧化鎂，依原料的純度來(lái)確定電熔氧化鎂的純度，其主晶相為方鎂石從熔體中結(jié)晶出來(lái)的方鎂石晶體粗大，結(jié)構(gòu)致密，晶體直接接觸的程度髙，在大氣中的抗水性和抗渣性都很好，高溫體積和化學(xué)穩(wěn)定性較好，能在2300℃的氧化氣氛中保持穩(wěn)定，鎂碳磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)與鎂砂的性能指標(biāo)直接相關(guān)，為了提高鎂碳磚的性能，就需要提高M(jìn)gO含量，使鎂砂中的方鎂石直接結(jié)合程度增強(qiáng)，控制C/S可以減少硅酸鹽數(shù)量，降低方鎂石被硅酸鹽相分割程度。因此鎂含量和鈣硅比是衡量鎂砂的重要指標(biāo)，
04石墨
石墨具有優(yōu)良的熱導(dǎo)性和耐火性能，熔點(diǎn)高達(dá)3500℃，石墨的熱膨脹率低(1000℃時(shí)為1.4×10-6)，導(dǎo)熱系數(shù)高，耐急冷急熱性好，是強(qiáng)度隨溫度升高而增大的少數(shù)材料之一。石墨對(duì)爐渣的浸潤(rùn)角也相當(dāng)大，與Al2O3、SiC、SiO2無(wú)共熔關(guān)系，能夠阻止渣向制品中滲透，由于碳可以將熔渣中氧化鐵還原成為金屬鐵，使得熔渣粘度提高，減少了熔渣成分向磚內(nèi)的遷移，達(dá)到減少侵蝕的效果。
石墨在含碳制品中的主要作用就是能夠有效地防止?fàn)t渣侵入到磚組織內(nèi)，通過(guò)增大磚工作面與爐渣之間的潤(rùn)濕角、并和磚中的MgO發(fā)生反應(yīng)，還原出金屬鎂的同時(shí)產(chǎn)生CO氣體。該氣體的壓力可以阻止?fàn)t渣滲透，而鎂擴(kuò)散揮發(fā)并在磚的工作面上氧化，形成致密的抗?jié)B透MgO層，使磚內(nèi)呈較強(qiáng)的還原狀態(tài)，既可以還原渣中的鐵氧化物，又可以提高爐渣粘度，防止?fàn)t渣滲入到磚內(nèi)。抗侵蝕、抗渣蝕能力越強(qiáng)得石墨其碳含量越高，鱗片也越大。石墨中的SiO2含量與鎂碳磚的侵蝕指數(shù)有以下關(guān)系。隨著SiO2含量的增加侵蝕指數(shù)不斷增加，抗侵蝕能力不斷地下降，當(dāng)石墨中SiO2含量大于3%時(shí)，鎂碳磚的侵蝕指數(shù)急劇升高，其抗抗侵蝕能力急劇下降。隨著鎂碳磚石墨的鱗片粒度的增加。其抗氧化能力增強(qiáng)，當(dāng)鱗片石墨的粒度超過(guò)0.125mm時(shí)，抗氧化性增長(zhǎng)緩慢，適合的石墨粒度為0.125mm。因石墨容易氧化生成CO，氧化后的石墨就失去了這些優(yōu)良的性能，使得耐火材料的抗侵蝕性能降低，這是石墨致命的弱點(diǎn)，也是含碳材料損壞的重要原因。